- •Тема 4. Модели данных
- •4.1. Общие сведения о моделях данных.
- •4.2. Древовидные структуры.
- •Сбалансированные, несбалансированные и двоичные деревья.
- •4.3. Сетевые модели.
- •Приведение сетевых структур к более простому виду.
- •Постреляционная модель.
- •4.4. Реляционные модели данных.
- •4.5. Реляционная алгебра.
- •X 101 5 ay 105 3 az 500 9 aw 50 1 bw 10 2 b w 300 4 b 5 a10 b15 c2 d6 a1 b
- •5. Селекция (выборка).
- •2.2. Естественное соединение (эквисоединение).
- •2.3. Композиция.
- •2.4. Внешние соединения.
- •3. Деление
- •4.6. Примеры использования операций реляционной алгебры.
- •4.7. Реляционное исчисление.
- •4.7.1.Реляционное исчисление кортежей.
- •2. Операция разности.
- •4.7.2. Реляционное исчисление доменов.
- •4.8. Оптимизация запросов
- •4.9. Динамика развития моделей данных.
Постреляционная модель.
Эта модель представляет собой расширенную реляционную модель.
Она снимает ограничения неделимости данных:
допускает многозначные поля.
4.4. Реляционные модели данных.
Одним из естественных способов представления данных является двумерная таблица. Она привычна для пользователя, понятна и обозрима.
Если у нас есть одна большая таблица, то одному пользователю нужны одни столбцы, другому другие.
Мы можем как бы резрезая, склеивая, выделить из большой таблицы те подмножества, которые необходимы тому или иному пользователю.
В этом суть реляционной модели данных, которую предложил американский ученый E.F.Codd в 1970 году.
Реляционная модель данных базируется на понятии «отношение» - «relation».
Примером отношения является двухмерная таблица. С такой таблицей мы уже работали.
Запишем новый пример.
Т
абл.3.
Рейсы.
|
Номер |
Пункт отправления |
Пункт назначения |
Время вылета |
Время прибытия |
|
83 |
Нью-Йорк |
Чикаго |
11.30 |
13.43 |
|
84 |
Чикаго |
Нью-Йорк |
15.00 |
17.55 |
|
109 |
Нью-Йорк |
Лос Анджелес |
21.50 |
2.52 |
|
213 |
Нью-Йорк |
Бостон |
11.43 |
12.45 |
|
214 |
Бостон |
Нью-Йорк |
14.20 |
15.12 |
Каждому имени атрибута ставится в соответствие множество конкретных значений. Это множество носит название домен данного имени атрибута.
Каждая строка отношения является множеством значений, взятых по одному из домена каждого имени атрибута.
Строки отношения называются кортежами.
Строки отношения Рейсы это 5-арные кортежи.
В множестве имен атрибутов существует такое подмножество, что кортежи отношения могут быть однозначно определены значениями соответствующих атрибутов подмножества. Такое подмножество называется ключом этого отношения.
Для отношения РЕЙСЫ атрибут НОМЕР является ключом.
Теперь, используя основные понятия теории множеств, дадим математическое описание основных элементов двухмерной таблицы.
Обозначим отношение через – R.
Типом записи или схемой отношения назовем конечное множество имен атрибутов {А1, А2,… Аn}, или R(А1, А2,… Аn).
Теперь рассмотрим понятие – реляционная база данных.
Реляционная база данных – это совокупность отношений.
Схема реляционной базы – это совокупность схем отношений или типов записей.
Например:
Для отдела кадров можно записать схему реляционной базы следующим образом:
R1 (А11, А12,…, А1m1),
ЛК1 (ФАМ, ИМ, ОТ,…, ДОМ_АДР)
R2 (А21, А22,… , А2m2),
ЛК2 (ГРУППА_УЧЕТА, КАТЕГОРИЯ_УЧЕТА, …, ВУС)
Раздел личной карточки - сведения о воинском учете.
Раздел личной карточки – отпуска.
R4 (А41, А42,… , А4m4),
ЛК4 (ВИД_ОТПУСКА, ЗА_КАКОЙ_ПЕРИОД,…).
или в общем виде:

R1 (А11, А12,…, А1m1),
R2 (А21, А22,… , А2m2),
………………………
R4 (А41, А42,… , А4m4),
4.5. Реляционная алгебра.
Реляционная база данных является совокупностью изменяющихся во времени нормализованных отношений, которые могут быть связаны друг с другом через общие домены.
Все операции над отношениями строятся с использованием операций реляционной алгебры.
Некоторые определения:
Степень отношения – число атрибутов, входящих в отношение.
Мощность отношения – число кортежей отношения.
В реляционной алгебре рассматривают 5 основных операций:
Проекция.
Объединений.
Разность.
Декартово произведение.
Селекция.
Часто используются операции:
Пересечения.
Соединения.
Деления
Они выражаются через 5 основных операций.
В примерах, поясняющих операции реляционной алгебры будем использовать следующие отношения:
P (P1, P2, P3) Q (Q4, Q5)
1
11 x 2
11 y 3
11 z 4
12 x x
1 x
2 y
1
R (M, P, Q, T) S (A, B)
